Бионика - наука современности презентация

Цель работы: показать роль бионики в жизни человека
Задачи:
1. Узнать, что изучает бионика и познакомиться с историей ее создания.
2. Выделить основные направления в бионике.
3. Показать связь бионики с другими науками.
4. Показать практическое значение бионики через примеры.
5. Сделать выводы.

Что такое бионика?
Бионика - это наука о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы.
Слово «бионика» произошло от древнегреческого «bion» - элемент жизни.

Основоположником
бионики принято считать Леонардо Да Винчи, который пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц: орнитоптер.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/ba/Leonardo_self.jpg/230px-Leonardo_self.jpg
http://anapenelope.com/wp-content/uploads/2015/01/Da-Vinci-Flying-Machine.jpg
Леонардо Да Винчи.
Летательный аппарат – орнитоптер.

Интересный факт из истории бионики: 13 сентября 1960 года принято считать датой рождения бионики, так как в этот день был проведен первый национальный симпозиум на тему «Живые прототипы искусственных систем - ключ к новой технике».

На данное время в бионике различают три основных направления:
биологическое
математическое
техническое

Темы, по которым идут исследования в разных странах, очень разнообразны:
исследование нейронных связей
исследование систем навигации
исследование методов передачи информации у животных
изучение аэродинамических свойств птиц, гидродинамических особенностей рыб, дельфинов, китов
освоение биологических способов добычи полезных ископаемых
https://npvua.com/ru/wp-content/uploads/2018/07/biologi-pereprogrammirovali-nejronnuyu-set-mozga-myshej.jpg
Иллюстрация нейронных связей.
Аэродинамические свойства крыла птицы.
http://life.mosmetod.ru/files/image/relax/hobby/why_planes_fly/Крыло_птицы_и_самолета.jpg

Достижения бионики используются в различных сферах для улучшения уже существующих приборов, строительных конструкций, а также для создания новых технологий и устройств. Современная бионика объединяет знания, используемые в разных научных областях: ботанике, зоологии, анатомии, биохимии, архитектуре, электронике, механике, биофизике, химии, физиологии и других областях.
https://www.swaindestinations.com/blog/wp-content/uploads/2013/04/dnsw1383752-c-cropped-LR-1024x681.jpg
Сиднейская опера. Сидней, Австралия.
Пинцет и клюв веретенника.
https://cf.ppt-online.org/files1/slide/l/laBdeC1s6RYtMOpnzAoUy5F3PIbZmcDHwQgr2J9hi4/slide-34.jpg

В области физики в основу принципов учения об электричестве было положено исследование животного электричества. В 18 веке Луиджи Гольвани проводил опыты с лапкой лягушки, которые привели к созданию гальванических элементов — химических источников электрической энергии.
Долгое время проблемой при строительстве скоростной авиации было внезапно возникающие вибрации крыла. Из-за этого самолет мог развалиться в воздухе. После тщательного изучения аварийных ситуаций конструкторы нашли решение— крылья стали делать с утолщением на конце. Похожие утолщения были обнаружены на концах крыльев стрекоз.
http://img-fotki.yandex.ru/get/9315/61625582.40/0_d0cb3_88bdce66_orig
http://www.fizika.ru/fakultat/tema-08/08234b.gif
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/be/European_Common_Frog_Rana_temporaria_%28cropped%29.jpg/267px-European_Common_Frog_Rana_temporaria_%28cropped%29.jpg
Травяная лягушка.
Иллюстрация устройства гальванического элемента.
Утолщения на крыле самолета.

Открытия в бионике
Часто говорят: «плавает, как рыба». Но на самом деле все рыбы плавают по-разному. Угри и миноги не развивают большие скорости. Лучшими пловцами среди рыб считаются лосось, акула, тунец, скумбрия. Что позволяет рыбам так быстро перемещаться в воде? Секрет скоростного движения рыб был раскрыт благодаря опыту. В аквариум с рыбами был заполнен не водой, а молоком. Это позволило проследить движения рыбы. Было установлено, что основная «движущая сила» возникает при колебательных движениях туловища рыбы.
https://moluch.ru/blmcbn/18343/image002.png
Иллюстрация эксперимента.

А вот еще один пример использования открытий в сфере бионики. Изучение движения живых организмов привело к созданию реактивных двигателей. Таким способом передвижения пользуются многие животные: осьминоги, кальмары, каракатицы. Но наибольший интерес для учёных представляет реактивное движение кальмара. Для резкого и быстрого броска он использует подобие реактивного двигателя. Кальмар толчками движется назад, развивая большую скорость. При этом все десять щупалец собираются над головой, и он приобретает обтекаемую форму. Он может двигаться и вертикальном, и в горизонтальном направлении, развивая скорость до 70 км/ч.
http://interrybflot.ru/uploads/fishing/target-species/44/kal-mar-tihookeanskij.jpg
https://www.rutvet.ru/sites/default/files/field/image/princip-reaktivnogo-dvizheniya-rakety_glav.jpg
Кальмар обыкновенный.
Иллюстрация реактивного движения.

Также внимание ученых привлекли пауки. Паутина паука толщиной в один простой карандаш может остановить самолет на полной скорости. Научные лаборатории многих стран изучают этот природный материал. Создаются искусственные материалы, близкие по составу к паутине. На сегодняшний момент нити паутины применяются в основном в оптической промышленности, в качестве ниток в микрохирургии.
https://2krota.ru/wp-content/uploads/2018/10/delicate_spider_web-wallpaper-2560x1600.jpg
http://medoperacii.ru/wp-content/uploads/2017/09/nitki4-1024x682.jpg
Паутина.
Использование паутины в хирургии.

Идеи многих архитектурных сооружений взяты из бионики. Так, например в основу Эйфелевой башни положено строение берцовой кости.
https://pics.livejournal.com/natalylynx/pic/00022r88
https://wallbox.ru/resize/1920x1200/wallpapers/main/201547/a65c5e170dc3f43.jpg
Эйфелева башня, Париж, Франция.
Строение берцовой кости.

При постройке Национального стадиона в Пекине в основу архитекторы положили строение птичьего гнезда.
http://3.bp.blogspot.com/_pxWbUL2z6HI/TPKx1CLWYVI/AAAAAAAAArE/jlpe06dDAyw/s1600/nests%2B006.jpg
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/70729/91256056-e500-4950-9451-f36e108c1d50/s1200?webp=false
Национальный пекинский стадион, Пекин, Китай.
Птичье гнездо.

Храм Лотоса в Нью-Дели своей необычной формой обязан лотосу.
https://avatars.mds.yandex.net/get-pdb/38069/76a5ff07-1395-4759-9a27-70a43d7d9adb/s1200?webp=false
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d3/Nelumno_nucifera_open_flower_-_botanic_garden_adelaide2.jpg/275px-Nelumno_nucifera_open_flower_-_botanic_garden_adelaide2.jpg
Храм лотоса, Нью-Дели, Индия.
Лотос Обыкновенный.

Многие вещи в повседневной вещи так или иначе связаны с бионикой. Например застежка-молния, идея создания которой взята с перьев птиц, которые имеют специальные крючки, чтобы соединяться.
http://mtdata.ru/u23/photoD0A0/20920030348-0/original.jpg#20920030348
https://i.ytimg.com/vi/P2K0sas9AZI/maxresdefault.jpg
Застежка-молния.
Птичье перо.

Пинцет, в свою очередь, имеет большое сходство с клювом веретенника.
http://boomerangclub.ru/up/images/informaciya/priroda-sakhalina-i-kuril/multemediinie-diski/sea/Image/fakt/fakt-(61).jpg
Строение клюва веретенника.

Идея парашюта взята со строения семян одуванчика.
https://mywishcard.com/s/i2/0a/3/470x0_VF1Z22NUSnKDoik9UruJQtRsZK6mETnc___jpg____4_a08368c5.jpg
https://get.wallhere.com/photo/dandelion-fluff-Fly-plant-674631.jpg
Парашют.
Семя одуванчика.

Шарниры в природе используют тихоокеанские сердцевидки-великаны.
http://boomerangclub.ru/up/images/informaciya/priroda-sakhalina-i-kuril/multemediinie-diski/sea/Image/fakt/fakt-(63).jpg
http://boomerangclub.ru/up/images/informaciya/priroda-sakhalina-i-kuril/multemediinie-diski/sea/Image/fakt/fakt-(63).jpg
Шарнир.
Шарниры Тихоокеанских сердцевидков-великанов.

Также человек позаимствовал у осьминога строение присосок.
https://molotokmarket.ru/upload/iblock/471/4713f29162a705481fd9292eaf4aef32.jpg
Строительные присоски.
Присоски осьминога.
https://animalreader.ru/wp-content/uploads/2014/02/osminogi_3_1.jpeg

Вывод
Достижения бионики важны и имеют большое практическое значение в жизни. Появляется все больше и больше областей для исследований, расширяются перспективы в создании различных приборов и материалов, которые в будущем должны помочь сделать мир лучше.

Спасибо за внимание!